ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ «Оценка эффективности локальной защиты от электромагнитного излучения на основе материалов Абрис ЭМИ СТО 004-52471462-2024» (заключительный)

ВВЕДЕНИЕ

В ответ на расширение сфер применения беспилотных летальных аппаратов (БПЛА), в особенности в рамках вооруженного противостояния, активное развитие получило направление радиоэлектронной борьбы (РЭБ) против БПЛА с применением различных радиоэлектронных средств подавления сигнала. Особую актуальность в зоне работы БПЛА представляют специальные портативные средства (антидроновые ружья, подавители сигнала), обеспечивающие эффективное подавление и перехват сигналов управления БПЛА в нескольких диапазонах частот от 300 МГц до 6 ГГц. Особенностью применения антидроновых ружей является удержание его вблизи тела оператора, в т.ч. навесу, на плече. Это создает условия локального облучения тела оператора (его жизненно важных органов и систем организма) высокоинтенсивными электромагнитными полями радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ), уровни воздействия которых превышают безопасные и имеют потенциально неблагоприятные последствия как для здоровья оператора, так и для эффективности и возможности выполнения поставленных ему задач.

Целью НИР является обоснование и разработка совместной концепции эффективности применения локальной защиты человека, находящегося в зоне воздействия электромагнитного излучения в диапазоне частот 300 МГц – 6 ГГц.

Для достижения поставленной цели в рамках 2-ого этапа НИР представляется необходимым провести:

• лабораторные исследования по оценке степени снижения интенсивности электромагнитного воздействия на человека при использовании локальных средств защиты Абрис ЭМИ;
• численное моделирование для оценки степени снижения интенсивности электромагнитного воздействия на человека при использовании локальных средств защиты Абрис ЭМИ в наиболее уязвимых органах/тканей тела человека и корректировки мест применения, расположения и базовых предлагаемых конфигурации защитных изделий для достижения максимального эффекта защиты от электромагнитного излучения;
• анализ полученных данных и разработку требований к эффективности применения материалов Абрис ЭМИ и локальных средств защиты Абрис ЭМИ для обеспечения электромагнитной безопасности в рамках концепции эффективности применения локальной защиты человека, находящегося в зоне воздействия электромагнитного излучения в диапазоне частот 300 МГц-6 ГГц.

Анализ гигиенических требований к обеспечению безопасных для здоровья человека условий воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона

Обеспечение безопасных для здоровья человека условий воздействия ЭМП РЧ основано на принципе соблюдения санитарно-эпидемиологических требований, в том числе при проектировании, реконструкции и эксплуатации технических средств, которые являются источниками ЭМП РЧ. Величины безопасных уровней ЭМП РЧ установлены для производственных и внепроизводственных воздействий рядом нормативно-методических документов, причем в настоящее время сохраняются принципиальные

различия между отечественными и международными гигиеническими регламентами. Обеспечение защиты человека от неблагоприятных

тепловых эффектов, свидетельствующие о наблюдаемом нагреве ткани, положено в основу международные стандарты безопасности и гигиенические нормативы большинства зарубежных стан. Однако принципы отечественного гигиенического нормирования основы на предупреждении и нетепловых эффектов.

Современные гигиенические нормативы воздействий ЭМП в Российской Федерации установлены СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», согласно которым ЭМП в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц нормируется по величине ППЭ в мкВт/см2. Внутри жилых и общественных зданий и на селитебных территориях предельно допустимые уровни (ПДУ) составляют 10 мкВт/см2 (25 мкВт/см2 – для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования). Допустимые уровни ЭМП в диапазоне частот 300 – 2600 МГц, создаваемые подвижными станциями сухопутной радиосвязи непосредственно у головы пользователя, не должны превышать 100 мкВт/см2.

Согласно ICNIRP 2020 и IEEE Std C95.1-2019 значения общей УПМ, усредненные по всему телу, установлены с учетом усреднения за 30 минутный интервал, значения локальной УПМ10г – за 6 минутный интервал. Согласно документам Европейского союза Council Recommendation 1999/519/EC, Directive 2013/35/ЕС [52] нормативные значения для всех типов УПМ установлены с учетом усреднения за 6 минутный интервал.

Таблица – Основные ограничения воздействий ЭМП в диапазоне частот

100 кГц – 6 ГГц по параметру УПМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При работе специальных источников ЭМП, таких как средства РЭБ, возникают условия превышения ПДУ, причем для производственных условий  отмечается превышение максимальных ПДУ, что требует разработки медико-профилактических мероприятий, в основе которых положена разработка средств коллективной и индивидуальной защиты. Зачастую, реализаций коллективных средств защиты невозможна в связи со спецификой работы специальных источников ЭМП, таких как например антидроновые ружья, которые находятся в непосредственной близости от тела человека, а их экранирование снижает эффективность работы устройств. При нахождении человека вблизи систем подавления радиосигнала, также, в некоторых сценариях их эксплуатации, невозможно реализовать эффективную защиту оператора по снижению интенсивности ЭМП  с использованием коллективных средств защиты. Поэтому разработка элементов индивидуальных средств защиты, обеспечивающих локальную защиту отдельных областей тела пользователя, является приоритетным и первым шагом на пути сохранения здоровья человека при эксплуатации систем РЭБ различных вариантов.

Оценка защитных свойств комплекта-трансформера проводилась по степени ослабления ЭМП в диапазоне частот 400 – 1020 МГц для трех областей тела человека («голова», «грудь» и «пах») при размещении станции РЭБ «Капюшон» ФПВ-4 на трех высотах (на уровне пола, живота и плеч манекена) и различных положениях манекена относительно источника ЭМП. По результатам испытаний защитных свойств комплекта-трансформера в диапазоне частот 400 – 1020 МГц при размещении станции РЭБ «Капюшон» ФПВ-4 на уровне пола с учетом всех рассмотренных типов комплектности изделия и расположения манекена относительно источника наибольшие коэффициенты ослабления ЭМП составили 7,50–9,49 дБ при оценке в области головы, 1,57–5,79 дБ при оценке в области груди и 0,46–1,58 дБ при оценке в области паха. При размещении станции РЭБ на уровне живота манекена наибольшие коэффициенты ослабления ЭМП составили 7,39–8,60 дБ при оценке в области головы, 2,17–8,50 дБ при оценке в области груди и 2,18–5,02 дБ при оценке в области паха. При размещении станции РЭБ на уровне плеч манекена наибольшие коэффициенты ослабления ЭМП составили 2,25–6,17 дБ при оценке в области головы, 7,66–9,27 дБ при оценке в области груди и 2,22–2,90 дБ при оценке в области паха.

Оценка защитных свойств комплекта-трансформера проводилась по степени ослабления ЭМП в диапазоне частот 920 – 5850 МГц для трех областей тела человека («голова», «грудь» и «пах») при размещении антидронового ружья «Гарпия-120» в двух положениях (дуло ружья направлено прямо и вверх) при различных положениях манекена относительно антидронового ружья (лицом, боком и спиной к источнику ЭМП). При каждом положении источника и манекена испытания проводились для двух условий эксплуатации жилета в зависимости от комплекции тела человека: с боковым зазором и без бокового зазора. По результатам испытаний защитных свойств комплекта-трансформера в диапазоне частот 920 – 5850 МГц при размещении антидронового ружья с дулом, направленным прямо, с учетом всех рассмотренных типов комплектности изделия и расположения манекена относительно источника наибольшие коэффициенты ослабления ЭМП составили 6,54–11,22 дБ в области головы, 4,95–12,59 дБ в области груди и 1,27–4,36 дБ в области паха. При размещении антидронового ружья с дулом, направленным вверх – наибольшие коэффициенты ослабления ЭМП составили 8,17–11,06 дБ в области головы, 7,72–22,33 дБ в области груди и 3,06–12,48 дБ в области паха.

Для оценки степени снижения интенсивности электромагнитного воздействия на человека при использовании локальных средств защиты Абрис ЭМИ по дозиметрическим критериям удельной поглощенной мощности (УПМ) были разработаны численные модели защитных изделий (подшлемника с сеткой, жилета и набедренного пояса) в соответствии с габаритными размерами образца комплекта-трансформера индивидуального средства защиты от ЭМИ на основе материала Абрис ЭМИв. При проведении численного моделирования рассматривались два типа комплектности изделия: комплект в сборе и жилет.

Дозиметрическая оценка защитных свойств комплекта-трансформера по степени ослабления ЭМП в диапазоне частот 950 МГц проводилась при размещении станции РЭБ «Капюшон» ФПВ-4 перед фантомом человека в двух положениях (на уровне пола и живота человека). По результатам численного моделирования средние значения УПМ во всем теле фантома человека не превышали 0,03 Вт/кг при использовании защитного изделия в комплектности «комплект в сборе» и «жилет» с учетом бокового зазора и положения станции РЭБ относительно тела человека. При этом максимальные значения УПМ_10г в различных тканях и органах фантома человека при использовании защитного изделия обоих типов комплектности при размещении источника на уровне пола не превышали 0,9 Вт/кг, при размещении источника на уровне живота фантома человека – не превышали 0,2 Вт/кг без бокового зазора жилета и 0,6 Вт/кг с боковым зазором жилета.

Дозиметрическая оценка защитных свойств комплекта-трансформера по степени ослабления ЭМП в диапазоне частот 940 МГц проводилась при прямом направлении дула антидронового ружья «Гарпия-120» для каждого типа комплектности защитного изделия без бокового зазора для отдельных тканях и органах тела фантома мужчины на рабочей частоте антидронового ружья 940 МГц с последующей оценкой максимальных значений УПМ_10г, рассчитанных в отдельных тканях и во всем теле. Анализ рассчитанных коэффициентов ослабления ЭМП по дозиметрическим параметрам УПМ_10г в различных тканях тела человека в голове, груди и паховой области показал, что оба типа комплектности защитного изделия обеспечивают сопоставимую степень снижения поглощения энергии ЭМП для органов груди на уровне от 4,21 до 13,18 дБ. Для области головы комплектность «комплект в сборе» обеспечивает защиту органов зрения на уровне 3,21-3,41 дБ, тканей головного мозга – на уровне 2,12 – 6,09 дБ, тогда как при использовании одного «жилета» уровень защиты для области головы не превышает 0,46 дБ. Для органов в области паха оба типа комплектности изделия обеспечивают сопоставимую степень защиты на уровне от 0,36 до 5,67 дБ.

В результате усреднения значений коэффициентов ослабления ЭМП для различных положений рассмотренных типов источников ЭМП, в т.ч. сбоку и за спиной человека, использование защитного пояса необязательно, но при этом необходимым является применение средства защиты головы. Применение лицевого экрана является рекомендуемым, но необязательным в связи со сложностью его эксплуатации при выполнении рабочих действий. На основании полученных данных наличие зазора между защитными пластинами (сбоку тела) не указывает на значительное снижение ослабление ЭМП, поэтому можно рекомендовать в конструкции средств защиты обеспечить зазор для универсальности размерного ряда изделия.

Рекомендованная конструкция защитного изделия при эксплуатации антидронового ружья включает в себя обязательное наличие жилета (с возможным наличием боковых зазоров) и шлема/подшлемника, который должен обеспечивать перекрытие швов шлема и воротника жилета защитными пластинами, при этом наличие лицевого экрана/сетки является рекомендательным.

При нахождении человека вблизи купольной системы подавления РЭБ, рекомендованная конструкция изделия должна включать в себя наличие жилета (с боковыми зазорами) и шлема/подшлемника, который должен обеспечивать перекрытие швов шлема и воротника жилета защитными пластинами, наличие лицевого экрана/сетки не требуется.